Газ (азот) с абсолютным давлением p=3 5 бар и средней температурой tг=300 ℃ протекает по горизонтальной трубе

Объемный расход газа через трубу
V=mRT/p=0,15∙297∙300+2733,5∙105=0,073 м3/с.
Скорость газа в трубе
w=Vf=Vπd24=0,0733,14∙0,0924=11,5 мс.
Теплофизические свойства газа при средней температуре
λг=0,0449 Вт/(м∙К);
Prг=0,66;
νг=48∙10-6 м2/с.
При теплообмене в трубах определяющим критерием, характеризующим режим течения, является критерий Рейнольдса:
Режим движения газа является турбулентным, поэтому расчет теплообмена производится по формуле
.
При температуре стенки tcт=60 °C Prс=0,692
Так как средний коэффициент теплоотдачи
.
Тепловой поток
Q=αFtг-tс=25,4∙3,39∙300-60=20665 Вт,
где F=πdl=3,14∙0,090∙12=3,39 м2-площадь поверхности трубы.
При увеличении скорости в 3 раза:
Режим движения газа является турбулентным, поэтому расчет теплообмена производится по формуле
.
При температуре стенки tcт=60 °C Prс=0,692
Так как средний коэффициент теплоотдачи
.
Средний коэффициент теплоотдачи увеличится в 2,4 раза.
При уменьшении диаметра трубы в 2 раза скорость газа в трубе увеличится
w=Vf=Vπd24=0,0733,14∙0,04524=45,9 мс.
Режим движения газа является турбулентным, поэтому расчет теплообмена производится по формуле
.
При температуре стенки tcт=60 °C Prс=0,692
Так как средний коэффициент теплоотдачи
.
Средний коэффициент теплоотдачи увеличится в 4 раза.